考虑宽负载变化的有源电容等效容值控制与损耗分析

二端口有源电容是一种仅有2个引出端口而无需任何附加电气连接端子的有源电路。然而,基于传统控制方法的有源电容等效容值在理想情况下是无穷大的,这不适用于某些需要精确容值的无源电容应用场合。为此,提出了一种基于二端口有源电容的等效容值控制方法,该方法能根据不同的应用需求实现对有源电容的精准容值控制。首先,对有源电容的阻抗进行建模与分析;然后,通过基于单相整流器的仿真分析,将通过等效容值控制的有源电容与具有相同容值的无源电容进行对比,以验证控制精度;最后,通过与传统有源电容控制方式在功率损耗和动态响应速度方面进行对比,结果验证了所提出等效容值控制方法的有效性。

基于容量增量曲线峰值区间特征参数的锂离子电池健康状态估算

当前,学术界广泛采用容量增量(IC)曲线上的特征参数(FPs)估算锂离子电池的健康状态(SOH)。该方法通常利用整个IC峰区域的FPs实现SOH估算,而不同IC峰区域下的FPs对SOH估算有较大差异。为了提高电池SOH估算的准确性,该文采用锂离子电池在IC曲线的峰值区间(△V_(reg),通常为峰下的部分荷电状态区间)提取FPs的SOH估算方法,基于高斯过程(GP)回归建立SOH估算模型。通过三个峰值区间下的SOH估算结果,发现SOH对不同△V_(reg)的FPs敏感程度不同。该文进一步利用NASA提供的5号、6号、7号和18号电池数据,对11组峰值区间△V_(reg)在[23.1%,100%]内的SOH估算结果进行分析,结果表明,6号、7号和18号电池的峰值区间△V_(reg)分别选取[53.4%, 88.1%]、[50.4%, 92.3%]和[42.3%, 100%]时,其估算的方均根误差小于2%,这说明SOH对上述峰值区间范围更敏感。利用该文的方法量化SOH对峰值特征参数的敏感区间,在敏感区间内的SOH估算有较高的准确性。

基于差分热伏安法的锂离子电池SOH诊断

当前基于容量、端电压和内阻等电特性参数的健康状态(state of health,SOH)估算模型在实际使用过程中难以真实反映电池老化状态。老化前后电池产生的热量必然存在差异,而温度也是反映SOH的关键特性参数。采用考虑电池温度的差分热伏安(differential thermal voltammetry,DTV)作为锂离子电池SOH诊断方法。分析和比较了6种电流倍率下电池DTV曲线,选取2 C和4 C倍率研究电池老化过程中的DTV特性,提取DTV峰特征参数分析电池衰退特性。接着分析峰特征参数与SOH的关联性。结果表明,4 C峰峰容量与SOH的线性关系最好,可以用于估算SOH。

基于一种即插即用的二端口有源电容的控制策略对比

无源电容广泛应用于电力电子领域,但大容量无源电容限制了电力电子装置的功率密度和寿命,针对无源电容在可靠性及成本上的局限性,研究了一种能实现即插即用的二端口有源电容,在详细分析了电路拓扑及其基本控制策略的基础上,提出了一种闭环控制策略,能更精准地控制输出电压,从而降低纹波电压;对比了PI、PR及准PR的特点后,采用对时变量跟踪更好的准PR作为控制器。以单相全桥整流器为例,仿真分析其在不同状态下的动静态性能,仿真结果验证了所提出的闭环控制策略的有效性。